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JP3019019B2 - 内燃機関の負圧制御装置 - Google Patents

内燃機関の負圧制御装置

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JP3019019B2
JP3019019B2 JP9010638A JP1063897A JP3019019B2 JP 3019019 B2 JP3019019 B2 JP 3019019B2 JP 9010638 A JP9010638 A JP 9010638A JP 1063897 A JP1063897 A JP 1063897A JP 3019019 B2 JP3019019 B2 JP 3019019B2
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internal combustion
combustion engine
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brake booster
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淳 原田
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の負圧制
御装置に係り、詳しくは、負圧に基づいて制動力を確保
するブレーキブースタを備えてなる内燃機関の負圧制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉に
より、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果
的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調
整され、もってエンジン出力が制御される。
【０００３】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて、
着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」とい
う技術が知られている。
【０００４】例えば特開平８−１６４８４０号公報に開
示された技術においては、燃料を燃焼室内に均一に分散
して噴射供給するための均質燃焼用の燃料噴射弁と、点
火プラグ周りに向けて燃料を直接噴射供給する成層燃焼
用の燃料噴射弁とが設けられている。そして、エンジン
の低負荷時には、成層燃焼用の燃料噴射弁から燃料が噴
射され、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、ス
ロットル弁が開かれて成層燃焼が実行される。これによ
り、ポンピングロスの低減が図られ、燃費の向上が図ら
れる。
【０００５】また、この技術では、制動力を増大させ、
ブレーキペダルの踏込み力を軽減するためのブレーキブ
ースタが搭載されている。このブレーキブースタの動力
源としては、スロットル弁下流の吸気管内に発生する負
圧が利用される。すなわち、スロットル弁下流から分岐
する導圧管を介して、負圧がブレーキブースタに導かれ
る。そして、ブレーキペダルの踏込み量に応じた負圧
が、ブレーキブースタに内蔵されたダイヤフラムに作用
することによってブレーキ操作力が増加するのである。
【０００６】しかし、かかる成層燃焼を行いうるエンジ
ンにおいては、成層燃焼時には、吸気管負圧の程度が小
さくなり、ブレーキブースタを作動させるための負圧が
不足しうる。
【０００７】このため、上記公報に記載された技術で
は、ブレーキブースタ負圧が不足した場合には、スロッ
トル弁を強制的に閉じる制御を行い、吸気管負圧を発生
させ、もってブレーキ用の負圧を確保するようにしてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記技術に
おいては、成層燃焼時に、スロットル弁を強制的に閉じ
る制御を行い、吸気管負圧を発生させた場合には、ブレ
ーキ用の負圧を確保することはできるものの、次に記す
ような問題が生じうる。すなわち、スロットル弁を強制
的に閉じ込むために、吸入空気量が減少することとな
り、空燃比はリッチになってしまう。このとき、燃料噴
射量、噴射時期及び点火時期が一定である場合を想定す
ると、点火時における点火プラグ近傍の空燃比は、通常
時に比べてかなりリッチになってしまうおそれがあっ
た。その結果、リッチ失火を招いたり、いわゆる「プラ
グかぶり」による失火を招いたりするおそれがあり、ひ
いてはエンスト等が起こるおそれがあった。
【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、負圧に基づいて制動力
を確保するブレーキブースタを備えるとともに、成層燃
焼を行いうる内燃機関において、成層燃焼を行いつつ、
ブレーキブースタ用の負圧を確保する場合のリッチ失火
等の不具合を防止し、燃焼状態の安定化を図ることので
きる内燃機関の負圧制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、自身に作用する負圧に基づいて、内燃機関Ｍ１の回
転に基づき走行しうる車両Ｍ２の制動力を確保するため
のブレーキブースタＭ３と、前記内燃機関Ｍ１に導入さ
れる吸入空気の量を絞ることにより、前記ブレーキブー
スタＭ３に負圧を作用させる負圧作用手段Ｍ４と、前記
ブレーキブースタＭ３に作用する負圧の量を把握するた
めの負圧量把握手段Ｍ５と、前記負圧量把握手段Ｍ５に
より把握された負圧量が基準値よりも小さい場合に、前
記負圧作用手段Ｍ４を制御して前記ブレーキブースタＭ
３に負圧を作用させる負圧確保制御手段Ｍ６と、前記内
燃機関Ｍ１の気筒内に燃料を直接的に噴射することによ
り成層燃焼を行いうる燃料噴射手段Ｍ７と、前記内燃機
関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ８と、
前記運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、燃料の
基本的な噴射時期を算出する噴射時期算出手段Ｍ９と、
前記噴射時期算出手段Ｍ９の算出結果に基づき、前記燃
料噴射手段Ｍ７からの燃料の噴射時期を制御する噴射時
期制御手段Ｍ１０とを備えた内燃機関の負圧制御装置に
おいて、成層燃焼が行われている状態で、かつ、前記負
圧確保制御手段Ｍ６によって前記ブレーキブースタＭ３
に負圧が作用している状態においては、前記噴射時期算
出手段Ｍ９の算出結果よりも早い時期において前記燃料
噴射手段Ｍ７からの燃料噴射を開始する噴射時期補正制
御手段Ｍ１１を設けたことをその要旨としている。
【００１１】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の内燃機関の負圧請求項装置において、前記噴
射時期補正制御手段Ｍ１１により噴射時期が早められる
程度は、前記負圧作用手段Ｍ４による吸入空気量の絞り
量に応じて決定されることをその要旨としている。
【００１２】さらに、請求項３に記載の発明において
は、図２に示すように、自身に作用する負圧に基づい
て、内燃機関Ｍ１の回転に基づき走行しうる車両Ｍ２の
制動力を確保するためのブレーキブースタＭ３と、前記
内燃機関Ｍ１に導入される吸入空気の量を絞ることによ
り、前記ブレーキブースタＭ３に負圧を作用させる負圧
作用手段Ｍ４と、前記ブレーキブースタＭ３に作用する
負圧の量を把握するための負圧量把握手段Ｍ５と、前記
負圧量把握手段Ｍ５により把握された負圧量が基準値よ
りも小さい場合に、前記負圧作用手段Ｍ４を制御して前
記ブレーキブースタＭ３に負圧を作用させる負圧確保制
御手段Ｍ６と、前記内燃機関Ｍ１の気筒内に燃料を直接
的に噴射することにより成層燃焼を行いうる燃料噴射手
段Ｍ７と、前記内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転
状態検出手段Ｍ８と、前記運転状態検出手段Ｍ８の検出
結果に基づき、燃料の基本的な噴射時期を算出する噴射
時期算出手段Ｍ９と、前記噴射時期算出手段Ｍ９の算出
結果に基づき、前記燃料噴射手段Ｍ７からの燃料の噴射
時期を制御する噴射時期制御手段Ｍ１０と、前記内燃機
関Ｍ１の気筒内の燃料に点火するための点火手段Ｍ１１
と、前記運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、基
本的な点火時期を算出する点火時期算出手段Ｍ１２と、
前記点火時期算出手段Ｍ１２の算出結果に基づき、前記
点火手段Ｍ１１による点火時期を制御する点火時期制御
手段Ｍ１３とを備えた内燃機関の負圧制御装置におい
て、成層燃焼が行われている状態で、かつ、前記負圧確
保制御手段Ｍ６によって前記ブレーキブースタＭ３に負
圧が作用している状態においては、前記点火時期算出手
段Ｍ１２の算出結果よりも遅い時期において前記点火手
段Ｍ１１による点火を実行する点火時期補正制御手段Ｍ
１４を設けたことをその要旨としている。
【００１３】併せて、請求項４に記載の発明において
は、請求項３に記載の内燃機関の負圧制御装置におい
て、前記点火時期補正制御手段Ｍ１４により点火時期が
遅らされる程度は、前記負圧作用手段Ｍ４による吸入空
気量の絞り量に応じて決定されることをその要旨として
いる。
【００１４】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項１から４のいずれかに記載の内燃機関の負圧制御装置
において、前記負圧作用手段Ｍ４は、内燃機関Ｍ１の吸
気通路に設けられたスロットル弁及び該スロットル弁を
開閉するためのアクチュエータよりなる電子制御式スロ
ットル機構、吸気通路に設けられたスロットル弁をバイ
パスするバイパス吸気通路に設けられたアイドルスピー
ドコントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのア
クチュエータよりなるＩＳＣ機構、並びに、前記内燃機
関Ｍ１の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス再循
環通路及び当該排気ガス再循環通路を開閉するためのＥ
ＧＲバルブを有し、前記内燃機関Ｍ１から排出される排
気の一部を当該内燃機関Ｍ１に取り込まれる吸気へ再循
環させるためのＥＧＲ機構のうち少なくとも１つによっ
て構成されていることをその要旨としている。
【００１５】さらにまた、請求項６に記載の発明では、
請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の負圧制御
装置において、前記基準値は、ヒステリシスを有してい
ることをその要旨としている。
【００１６】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
図１に示すように、車両Ｍ２は、内燃機関Ｍ１の回転に
基づいて走行しうる。また、負圧作用手段Ｍ４では、内
燃機関Ｍ１に導入される吸入空気の量が絞られる。これ
により、ブレーキブースタＭ３には、負圧作用手段Ｍ４
からの負圧が作用し、もって、車両Ｍ２の制動力が確保
される。
【００１７】さらに、負圧量把握手段Ｍ５では、ブレー
キブースタＭ３に作用する負圧の量が把握される。そし
て、負圧量把握手段Ｍ５により把握された負圧量が基準
値よりも小さい場合に、負圧確保制御手段Ｍ６によっ
て、負圧作用手段Ｍ４が制御され、ブレーキブースタＭ
３に負圧が作用する。
【００１８】また、本発明では、内燃機関Ｍ１の気筒内
に燃料が燃料噴射手段Ｍ７から直接的に噴射されること
により、成層燃焼が行われる。運転状態検出手段Ｍ８で
は、内燃機関Ｍ１の運転状態が検出され、その検出結果
に基づき、燃料の基本的な噴射時期が噴射時期算出手段
Ｍ９により算出される。そして、その噴射時期算出手段
Ｍ９の算出結果に基づき、噴射時期制御手段Ｍ１０によ
って、燃料噴射手段Ｍ７からの燃料の噴射時期が制御さ
れる。
【００１９】さて、本発明では、成層燃焼が行われてい
る状態で、かつ、負圧確保制御手段Ｍ６によってブレー
キブースタＭ３に負圧が作用している状態においては、
噴射時期補正制御手段Ｍ１１によって、噴射時期算出手
段Ｍ９の算出結果よりも早い時期において燃料噴射手段
Ｍ７からの燃料噴射が開始される。
【００２０】このため、成層燃焼が行われている状態
で、かつ、吸入空気の絞りが行われることにより、点火
手段近傍の空燃比は全体的にリッチになるが、本制御に
よれば、そのリッチになった場合のピーク点が、進角側
にずらされる。このため、実際に点火が行われる時点に
おいては、空燃比リッチの程度が抑えれられていること
となる。
【００２１】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、前記噴射時期補正
制御手段Ｍ１１により噴射時期が早められる程度は、負
圧作用手段Ｍ４による吸入空気量の絞り量に応じて決定
される。このため、点火時においては、点火手段近傍に
おける、より適切な空燃比の確保が可能となり、一層の
燃焼状態の安定化が図られる。
【００２２】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
図２に示すように、各手段Ｍ１からＭ１０においては、
上述した請求項１に記載の発明の作用と同等の作用が奏
される。また、それに加えて、点火手段Ｍ１１では、内
燃機関Ｍ１の気筒内の燃料への点火が行われる。そし
て、点火時期算出手段Ｍ１２では、運転状態検出手段Ｍ
８の検出結果に基づき、基本的な点火時期が算出され、
その算出結果に基づき、点火時期制御手段Ｍ１３では、
点火手段Ｍ１１による点火時期が制御される。
【００２３】さて、本発明では、成層燃焼が行われてい
る状態で、かつ、負圧確保制御手段Ｍ６によってブレー
キブースタＭ３に負圧が作用している状態においては、
点火時期補正制御手段Ｍ１４によって、前記点火時期算
出手段Ｍ１２の算出結果よりも遅い時期において点火手
段Ｍ１１による点火が実行される。このため、成層燃焼
が行われている状態で、かつ、吸入空気の絞りが行われ
ることにより、点火手段Ｍ１１近傍の空燃比は全体的に
リッチになるが、本制御によれば、点火時期が、点火手
段Ｍ１１近傍の空燃比が低下しうる遅角側にずらされ
る。従って、この場合も、実際に点火が行われる時点に
おける、空燃比リッチの程度が抑えれられることとな
る。
【００２４】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
請求項１から４に記載の発明の作用に加えて、前記負圧
作用手段は、内燃機関Ｍ１の吸気通路に設けられたスロ
ットル弁及び該スロットル弁を開閉するためのアクチュ
エータよりなる電子制御式スロットル機構、吸気通路に
設けられたスロットル弁をバイパスするバイパス吸気通
路に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ及
び該バルブを開閉するためのアクチュエータよりなるＩ
ＳＣ機構、並びに、前記内燃機関Ｍ１の排気通路と吸気
通路とを連通する排気ガス再循環通路及び当該排気ガス
再循環通路を開閉するためのＥＧＲバルブを有し、前記
内燃機関Ｍ１から排出される排気の一部を当該内燃機関
Ｍ１に取り込まれる吸気へ再循環させるためのＥＧＲ機
構のうち少なくとも１つによって構成されている。この
ため、既存の装置を用いて上述した作用が奏されうるこ
ととなる。
【００２５】また、請求項６に記載の発明によれば、請
求項１から５に記載の発明の作用に加えて、前記基準値
は、ヒステリシスを有している。従って、圧力差が、基
準値よりも小さくなったり基準値以上となったりするこ
とを繰り返すことにより、負圧確保制御手段Ｍ６によっ
て負圧作用手段Ｍ４が制御されたりされなかったりする
のを繰り返す、いわゆるハンチングを抑制することが可
能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、本発明における内燃機関の
負圧制御装置を具体化した第１の実施の形態を図面に基
づいて詳細に説明する。
【００２７】図３は本実施の形態において、車両に搭載
された筒内噴射式エンジンの負圧制御装置を示す概略構
成図である。エンジン１は、例えば４つの気筒１ａを具
備し、これら各気筒１ａの燃焼室構造が図４に示されて
いる。これらの図に示すように、エンジン１はシリンダ
ブロック２内にピストンを備えており、当該ピストンは
シリンダブロック２内で往復運動する。シリンダブロッ
ク２の上部にはシリンダヘッド４が設けられ、前記ピス
トンとシリンダヘッド４間には燃焼室５が形成されてい
る。また、本実施の形態では１気筒１ａあたり、４つの
弁が配置されており、図中において、符号６ａとして第
１吸気弁、６ｂとして第２吸気弁、７ａとして第１吸気
ポート、７ｂとして第２吸気ポート、８として一対の排
気弁、９として一対の排気ポートがそれぞれ示されてい
る。
【００２８】図４に示すように、第１の吸気ポート７ａ
はヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７
ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プ
ラグ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、
図示しないディストリビュータを介してイグナイタ１２
からの高電圧が印加されるようになっている。そして、
この点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１
２からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さ
らに、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリン
ダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置され
ている。すなわち、本実施の形態においては、燃料噴射
弁１１からの燃料は直接的に気筒１ａ内に噴射されるよ
うになっており、いわゆる成層燃焼及び均質燃焼が行わ
れるようになっている。
【００２９】図３に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結され
ている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ１７が配置されている。これらのス
ワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を
介して例えばステップモータ１９に連結されている。こ
のステップモータ１９は、後述する電子制御装置（以下
単に「ＥＣＵ」という）３０からの出力信号に基づいて
制御される。なお、当該ステップモータ１９の代わり
に、エンジン１の吸気ポート７ａ，７ｂの負圧に応じて
制御されるものを用いてもよい。
【００３０】前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０
を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０
内には、ステップモータ２２によって開閉される負圧作
用手段（負圧発生手段）を構成するスロットル弁２３が
配設されている。つまり、本実施の形態のスロットル弁
２３は、いわゆる電子制御式のものであり、基本的に
は、同じく負圧作用手段を構成するアクチュエータとし
てのステップモータ２２が前記ＥＣＵ３０からの出力信
号に基づいて駆動されることにより、スロットル弁２３
が開閉制御される。そして、このスロットル弁２３の開
閉により、吸気ダクト２０を通過して燃焼室５内に導入
される吸入空気量が調節されるようになっているととも
に、その吸気ダクト２０内で発生する負圧が調整される
ようになっている。なお、本実施の形態では、吸気ダク
ト２０、サージタンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び
第２吸気路１５ｂ等により、吸気通路が構成されてい
る。
【００３１】また、スロットル弁２３の近傍には、その
開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロット
ルセンサ２５が設けられている。なお、前記各気筒の排
気ポート９には排気マニホルド１４が接続されている。
そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を
介して図示しない排気管へ排出されるようになってい
る。
【００３２】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス再循環（ＥＧＲ）機構５１が設けられている。このＥ
ＧＲ機構５１は、排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通
路５２と、同通路５２の途中に設けられたＥＧＲバルブ
５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁
２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクトとの間を
連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３
は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せ
ず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステ
ップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させるこ
とにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開く
ことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部が
ＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバ
ルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、
排気ガスの一部がＥＧＲ機構５１によって吸入混合気中
に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調
節されることにより、排気ガスの再循環量が調整される
のである。
【００３３】また、図３，５に示すように、本実施の形
態では、車両の制動力を確保するための装置としてブレ
ーキブースタ７１が設けられている。このブレーキブー
スタ７１によって、ブレーキペダル７２の踏込み力が増
幅されるとともに、油圧に変換され、各車輪のブレーキ
アクチュエータ（図示せず）が駆動される。このブレー
キブースタ７１は、スロットル弁２３よりも下流側の吸
気ダクト２０に対し、接続配管７３を介して接続されて
おり、該ダクト２０内で発生する負圧を駆動力として利
用するように構成されている。さらに、接続配管７３に
は、吸気ダクト２０内に負圧により開く逆止弁７４（図
５参照）が設けられている。すなわち、ブレーキブース
タ７１は、その内部においてダイヤフラムを備えてい
る。そして、ダイヤフラムの一側部が大気に開放されて
おり、他側部に対し、前記ダクト２０内で発生した負圧
が接続配管７３を介して作用するようになっている。ま
た、前記接続配管７３には、ブレーキブースタ内圧力Ｐ
ＢＫ（絶対圧）を検出するための圧力センサ６３が設け
られている。
【００３４】さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコ
ンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して
相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３
２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロ
セッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポー
ト３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形
態においては、当該ＥＣＵ３０により、負圧量把握手
段、負圧確保制御手段、噴射時期算出手段、噴射時期制
御手段及び噴射時期補正制御手段が構成されている。
【００３５】前記アクセルペダル２４には、当該アクセ
ルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
アクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２
６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該ア
クセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセ
ルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が
「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂ
が設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂ
は、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合
に全閉信号ＸＩＤＬとして「１」の信号を、そうでない
場合には「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイ
ッチ２６Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるよ
うになっている。
【００３６】また、上死点センサ２７は例えば１番気筒
１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、
この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クラン
ク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２
７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスか
らエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。
【００３７】さらに、前記シャフト１８の回転角度はス
ワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、
これによりスワールコントロールバルブ１７の開度が測
定される。そして、スワールコントロールバルブセンサ
２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力される。
【００３８】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。
【００３９】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰｉＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。但し、エンジン１の始動時等に
おいて、該吸気圧センサ６１により検出される吸気圧Ｐ
ｉＭは、大気圧ＰＡにほぼ等しいことが明らかであるた
め、本実施の形態では、該吸気圧センサ６１により大気
圧も検出されるものとして以後説明を行ってゆく。
【００４０】さらに、本実施の形態では、エンジン１の
冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ
６２が設けられている。併せて、車両の速度（車速）Ｓ
ＰＤを検出するための車速センサ６４も設けられてい
る。そして、これら各センサ６１，６２，６４の出力も
Ａ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される
ようになっている。また、前記圧力センサ６３の出力も
Ａ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される
ようになっている。
【００４１】本実施の形態において、これらスロットル
センサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６
Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワー
ルコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ６１、
水温センサ６２、圧力センサ６３、車速センサ６４等に
より、運転状態検出手段が構成されている。
【００４２】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステ
ップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は
各センサ等２５〜２９，６１〜６４からの信号に基づ
き、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイ
タ１２（点火プラグ１０）及びＥＧＲバルブ５３等を好
適に制御する。
【００４３】次に、上記構成を備えたエンジン１の負圧
制御装置における本実施の形態に係る各種制御に関する
プログラムについて、フローチャート等を参照して説明
する。すなわち、図６，７，８は、本実施の形態におけ
るスロットル弁２３（ステップモータ２２）を制御して
ブレーキブースタ７１に導入される負圧の制御を実行す
るための「負圧制御ルーチン」を示すフローチャートで
あって、所定クランク角毎の割り込みでＥＣＵ３０によ
り実行される。
【００４４】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ１００において、現在、成層燃焼で
の運転が実行されているか否かを判断する。そして、成
層燃焼での運転が実行されていない場合には、現在、均
質燃焼が実行されており、負圧が不足することによる不
具合は生じにくいものと判断して、ステップ１１２へ移
行する。
【００４５】ステップ１１２においては、現在読み込ま
れている各種検出信号（アクセル開度ＡＣＣＰ、エンジ
ン回転数ＮＥ等）に基づき、基本スロットル開度ＴＲＴ
Ｂを算出する。この基本スロットル開度ＴＲＴＢの算出
に際しては、図示しないマップが参酌される。
【００４６】さらに、続くステップ１１３においては、
基本スロットル開度ＴＲＴＢから現在設定されているス
ロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫを減算した値を、最終的な
目標スロットル開度ＴＲＴとして設定し、その後の処理
を一旦終了する。ここで、かかる場合（ステップ１００
からステップ１１２へジャンプした場合）には、後述す
るように、スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫは「０」に設
定されているため、基本スロットル開度ＴＲＴＢがその
まま最終的な目標スロットル開度ＴＲＴとして設定され
ることになる。
【００４７】一方、前記ステップ１００において、現
在、成層燃焼での運転が実行されていると判断された場
合には、ステップ１０１へ移行する。ステップ１０１に
おいては、大気圧ＰＡから、現在圧力センサ６３にて検
出されている最新のブレーキブースタ内圧力ＰＢＫを減
算した値を、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫとして
設定する。
【００４８】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだ車速ＳＰＤが所定速度（例えば「２０ｋｍ／
ｈ」）以上であるか否かを判断する。そして、車速ＳＰ
Ｄが所定速度よりも小さい場合には、成層燃焼を実行し
つつ、スロットル開度に関する制御（成層ブレーキ制
御）を実行するべくステップ１０３へ移行する。
【００４９】ステップ１０３においては、成層ブレーキ
制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが「１」に設定されている
か否かを判断する。ここで、成層ブレーキ制御実行フラ
グＸＢＫＩＤＬというのは、成層燃焼を実行しつつ負圧
を確保する際に「１」に設定されるものである。そし
て、成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが「１」
に設定されていない、すなわち、「０」の場合には、ス
テップ１０４へ移行する。
【００５０】ステップ１０４においては、現在のブレー
キブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、予め定められた成層ブ
レーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬ（例えば「３００ｍ
ｍＨｇ」）よりも小さいか否かを判断する。そして、ブ
レーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、成層ブレーキ制御
開始負圧量ｔＫＰＢＫＬよりも小さい場合には、スロッ
トル閉じ量ＴＲＴＣＢＫを増大させるべくステップ１０
５へ移行する。
【００５１】ステップ１０５においては、成層ブレーキ
制御を行うべく、成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＩ
ＤＬを「１」に設定する。また、次なるステップ１０６
においては、閉じ込み補正項ａを算出する。ここで、閉
じ込み補正項ａの算出に際しては、図９に示すようなマ
ップが参酌される。該マップでは、とりあえずの目標負
圧量に相当する、予め定められた成層ブレーキ制御終了
負圧量ｔＫＰＢＫＯ（例えば「３５０ｍｍＨｇ」）か
ら、前記ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫを減算した
値に対して、閉じ込み補正項ａが定められている。そし
て、成層ブレーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＯに対し、
ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが小さい場合（減算
した値が大きい場合）には、閉じ込み速度を大きくする
べく、閉じ込み補正項ａは大きい値に設定される。逆
に、成層ブレーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＯに対し、
ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが近づいた場合（減
算した値が小さい場合）には、閉じ込み速度を小さくす
るべく、閉じ込み補正項ａは小さい値に設定される。
【００５２】さらに、続くステップ１０７においては、
前回のスロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫに対し、今回設定
されている閉じ込み補正項ａを加算した値を、新たなス
ロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫとして設定する。そして、
ステップ１１２へと移行する。ステップ１１２において
は、基本スロットル開度ＴＲＴＢを算出するとともに、
次なるステップ１１３において、基本スロットル開度Ｔ
ＲＴＢから現在設定されているスロットル閉じ量ＴＲＴ
ＣＢＫを減算した値を、最終的な目標スロットル開度Ｔ
ＲＴとして設定し、その後の処理を一旦終了する。従っ
て、かかる場合（ステップ１０３からステップ１０７を
経て移行した場合）には、基本スロットル開度ＴＲＴＢ
から、現在増大されつつあるスロットル閉じ量ＴＲＴＣ
ＢＫが減算された値が、最終的な目標スロットル開度Ｔ
ＲＴとして設定されることとなる。
【００５３】また、前記ステップ１０４において、ブレ
ーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、成層ブレーキ制御開
始負圧量ｔＫＰＢＫＬ以上の場合には、ステップ１１２
へジャンプする。従って、かかる場合には、成層ブレー
キ制御が行われることがない。
【００５４】一方、ステップ１０３において、成層ブレ
ーキ制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが「１」に設定されて
いる場合には、ステップ１０８へ移行する。ステップ１
０８では、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが成層ブ
レーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＯを超えているか否か
を判断する。そして、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢ
Ｋが成層ブレーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＯを超えて
いない場合には、上述したステップ１０６へ移行する。
そして、ステップ１０６，１０７を経た後、ステップ１
１２において、基本スロットル開度ＴＲＴＢを算出する
とともに、次なるステップ１１３において、基本スロッ
トル開度ＴＲＴＢから現在設定されているスロットル閉
じ量ＴＲＴＣＢＫを減算した値を、最終的な目標スロッ
トル開度ＴＲＴとして設定し、その後の処理を一旦終了
する。従って、かかる場合にも、基本スロットル開度Ｔ
ＲＴＢから、現在増大されつつあるスロットル閉じ量Ｔ
ＲＴＣＢＫが減算された値が、最終的な目標スロットル
開度ＴＲＴとして設定されることとなる。
【００５５】また、前記ステップ１０８において、ブレ
ーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが成層ブレーキ制御終了
負圧量ｔＫＰＢＫＯを超えている場合には、以降におい
てスロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫを減少（目標スロット
ル開度ＴＲＴを増大）させるべく、ステップ１０９へ移
行する。ステップ１０９においては、前回のスロットル
閉じ量ＴＲＴＣＢＫから、予め定められる閉じ込み補正
項ｂ（ｂは一定値）を減算した値を、新たなスロットル
閉じ量ＴＲＴＣＢＫとして設定する。
【００５６】さらに、続くステップ１１０においては、
スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫが「０」になったか否か
を判断する。そして、スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫが
「０」になっていない場合には、ステップ１１２におい
て、基本スロットル開度ＴＲＴＢを算出するとともに、
次なるステップ１１３において、基本スロットル開度Ｔ
ＲＴＢから現在設定されているスロットル閉じ量ＴＲＴ
ＣＢＫを減算した値を、最終的な目標スロットル開度Ｔ
ＲＴとして設定し、その後の処理を一旦終了する。従っ
て、かかる場合には、基本スロットル開度ＴＲＴＢか
ら、現在減少されつつあるスロットル閉じ量ＴＲＴＣＢ
Ｋが減算された値が、最終的な目標スロットル開度ＴＲ
Ｔとして設定されることとなる。
【００５７】一方、ステップ１１０において、スロット
ル閉じ量ＴＲＴＣＢＫが「０」になった場合には、ステ
ップ１１１に移行する。ステップ１１１においては、成
層ブレーキ制御を終了させるべく、成層ブレーキ制御実
行フラグＸＢＫＩＤＬを「０」に設定する。そして、ス
テップ１１２へ移行し、ステップ１１２及び１１３の処
理を経た後、その後の処理を一旦終了する。従って、か
かる場合（ステップ１１１からステップ１１２へ移行し
た場合）にも、スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫは「０」
に設定されているため、基本スロットル開度ＴＲＴＢが
そのまま最終的な目標スロットル開度ＴＲＴとして設定
されることになる。
【００５８】さて、前記ステップ１０２において、今回
読み込んだ車速ＳＰＤが上記所定速度以上の場合には、
一時的に均質燃焼を実行しつつ、スロットル開度に関す
る制御（均質ブレーキ制御）を実行するべくステップ１
１４へ移行する。
【００５９】ステップ１１４においては、均質ブレーキ
制御実行フラグＸＢＫＤＪが「１」に設定されているか
否かを判断する。ここで、均質ブレーキ制御実行フラグ
ＸＢＫＤＪというのは、均質燃焼を実行することにより
負圧を確保する場合に「１」に設定されるものである。
そして、均質ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＤＪが
「１」に設定されていない、すなわち、「０」の場合に
は、ステップ１１５へ移行する。
【００６０】ステップ１１５においては、現在のブレー
キブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、均質ブレーキ制御開始
負圧量ｔＫＰＢＫＬＳ（例えば「３００ｍｍＨｇ」）よ
りも小さいか否かを判断する。そして、ブレーキブース
タ内相対圧ＤＰＢＫが均質ブレーキ制御開始負圧量ｔＫ
ＰＢＫＬＳよりも小さくない場合には、ステップ１１２
へジャンプする。従って、かかる場合には、均質ブレー
キ制御が行われることがない。
【００６１】また、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫ
が均質ブレーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬＳよりも小
さい場合には、負圧を確保する必要があるものとして、
均質ブレーキ制御を行うべく、ステップ１１６におい
て、均質ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＤＪを「１」に
設定する。また、これとともに、続くステップ１１７に
おいては、一時的に均質運転モードに切換える。なお、
均質運転モードでは、基本的にエンジン１の要求する出
力に応じた混合気を燃焼室５に供給するために、スロッ
トル弁２３はエンジン１の負荷に対応して適宜閉じられ
る。
【００６２】さらに、ステップ１１８においては、現在
のブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが均質ブレーキ制
御終了負圧量ｔＫＰＢＫＳＯ（例えば「３５０ｍｍＨ
ｇ」）よりも大きいか否かを判断する。そして、多くの
場合には、ここでは否定判定されるため、ＥＣＵ３０
は、ステップ１１２、１１３へ移行する。これにより、
均質モードでの運転が実行されることとなり、適宜スロ
ットル弁２３が閉じ込まれ、ブレーキブースタ７１に負
圧が導入されることになる。また、前記ステップ１１４
において、均質ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＤＪが
「１」に設定されている場合（均質運転が継続されてい
る場合）には、ステップ１１９において、再度現在のブ
レーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが均質ブレーキ制御終
了負圧量ｔＫＰＢＫＳＯ（例えば「３５０ｍｍＨｇ」）
よりも大きいか否かを判断する。そして、未だブレーキ
ブースタ内相対圧ＤＰＢＫが均質ブレーキ制御終了負圧
量ｔＫＰＢＫＳＯよりも大きくなっていない場合には、
上述したようにステップ１１７、１１２、１１３の処理
を繰り返し、均質モードでの運転を継続する。
【００６３】一方、均質モードでの運転が行われること
により、ブレーキブースタ７１に負圧が充分に導入さ
れ、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが均質ブレーキ
制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＳＯよりも大きくなった場合
には、ステップ１２０へ移行する。ステップ１１９又は
ステップ１１８から移行して（多くの場合はステップ１
１９から移行）、ステップ１２０においては、負圧を確
保する必要がなくなったものとして、以降において成層
燃焼を行うべく、均質ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＤ
Ｊを「０」に設定する。また、これとともに、ステップ
１２１において、均質モードを解除する。そして、その
後、ステップ１１２及びステップ１１３の処理を行い、
その後の処理を一旦終了する。
【００６４】このように、上記「負圧制御ルーチン」に
おいては、大気圧ＰＡとブレーキブースタ内圧力ＰＢＫ
とに基づいて、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが算
出される。そして、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫ
が、成層ブレーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬ又は均質
ブレーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬＳよりも小さい場
合に、スロットル弁２３の閉じ込み制御（負圧確保制
御）が実行される。ここで、そのときの車速ＳＰＤが所
定速度未満の場合には、成層燃焼での負圧確保制御が実
行される。また、車速ＳＰＤが所定速度以上の場合に
は、均質燃焼での負圧確保制御が実行される。
【００６５】次に、本発明に直接関わってくる、成層燃
焼での負圧確保制御（成層ブレーキ制御）が実行される
場合の噴射時期の制御について説明することとする。こ
れは、成層ブレーキ制御が実行された場合に空燃比がリ
ッチになってしまうのを抑制するための制御である。す
なわち、図１０は、ＥＣＵ３０により実行される主とし
て噴射時期の制御について説明するための「メインルー
チン」を示すフローチャートである。
【００６６】処理がこのルーチンに移行するとＥＣＵ３
０は、まずステップ２０１において、アクセル開度ＡＣ
ＣＰ、エンジン回転数ＮＥ等の各種検出信号を読み込
む。次に、ステップ２０２において、現在成層燃焼が実
行されているか否かを判断する。そして、成層燃焼が実
行されていない場合には、その後の処理を一旦終了す
る。また、現在成層燃焼が実行されている場合には、ス
テップ２０３において、目標燃料噴射量ＴＡＵを算出す
る。
【００６７】また、続くステップ２０４において、基本
噴射時期ＡＩＮＪ（上死点から遡った時間で表される）
を算出する。さらに、ステップ２０５においては、目標
点火時期ＳＡを算出するとともに、ステップ２０６にお
いて基本スロットル開度ＴＲＴを算出する。併せて、ス
テップ２０７においては、目標ＥＧＲ開度ＥＧＲＴを算
出する。
【００６８】このように、基本的な各種パラメータを算
出した後、ステップ２０８において、ＥＣＵ３０は、上
述した成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが
「１」であるか否かを判断する。そして、成層ブレーキ
制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが「１」の場合には、ステ
ップ２０９において、現在算出されているスロットル閉
じ量ＴＲＴＣＢＫに基づいて噴射時期補正項ＫＡＩＮＪ
を算出する。この噴射時期補正項ＫＡＩＮＪの算出に際
しては、図１１に示すようなマップが参酌される。すな
わち、スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫが「０」の場合に
は、噴射時期補正項ＫＡＩＮＪは「０」に設定される。
また、スロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫが大きくなるにつ
れ、噴射時期補正項ＫＡＩＮＪは、大きい値に（進角側
に大きく）設定される。
【００６９】一方、成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫ
ＩＤＬが「１」でない、すなわち「０」の場合には、噴
射時期を補正する必要がないものとしてステップ２１０
へ移行する。そして、ステップ２１０では、噴射時期補
正項ＫＡＩＮＪを「０」に設定する。
【００７０】ステップ２０９、ステップ２１０から移行
して、ステップ２１１においては、基本噴射時期ＡＩＮ
Ｊよりも、噴射時期補正項ＫＡＩＮＪの分だけさらに進
角側にずらした時期を最終的な目標噴射時期ＡＩＮＪＥ
として設定する。さらに、次なるステップ２１２におい
ては、実際に成層燃焼を行うべく、これまで算出された
各種成層燃焼用のパラメータを反映させる。そして、そ
の後の処理を一旦終了する。
【００７１】このように、成層ブレーキ制御が実行され
た場合には、成層燃焼が行われたままスロットル弁２３
の閉じ込み制御が行われるのであるが、上記「メインル
ーチン」においては、かかる場合に、目標噴射時期ＡＩ
ＮＪＥが、基本噴射時期ＡＩＮＪよりも、噴射時期補正
項ＫＡＩＮＪの分だけさらに進角側にずらされて設定さ
れる。
【００７２】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）本実施の形態によれば、ブレーキブースタ７１の
作動のための負圧を確保する必要性があるか否かの判断
がなされ（ステップ１０４，１１５等）、その判断結果
が負圧を確保する必要性がある場合には、スロットル弁
２３の開度の閉じ込み制御が実行される。このため、当
該閉じ込みによって、負圧の発生量が増大させられるこ
ととなり、ブレーキブースタ７１の作動を確保すること
ができる。
【００７３】（ロ）ここで、ブレーキブースタ７１の作
動のための負圧を確保する必要性があるか否かの判断に
際し、本実施の形態では、大気圧ＰＡと、圧力センサ６
３により検出されるブレーキブースタ内圧力ＰＢＫとの
差が、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫとして算出さ
れる。そして、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、
成層ブレーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬ又は均質ブレ
ーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬＳよりも小さい場合
に、スロットル弁２３の閉じ込み制御（負圧確保制御）
が実行される。
【００７４】このため、図１２に示すように、例えば高
地で走行しているような場合には、大気圧ＰＡが低下す
ることによってブレーキブースタ内圧力ＰＢＫは、低地
で走行している場合に比べて低くなる。従って、実際に
はブレーキブースタ７１を作動させるのに必要な負圧が
不足しているにもかかわらず、ブレーキブースタ内圧力
ＰＢＫが低くなる場合が生じうる。しかし、本実施の形
態によれば、ブレーキブースタ内圧力ＰＢＫではなく、
ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、基準値（成層ブ
レーキ制御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬ又は均質ブレーキ制
御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬＳ）よりも小さい場合に、ス
ロットル弁２３の閉じ込み制御が実行されて負圧が作用
させられることとなる。そのため、高地で走行する等、
大気圧ＰＡに変動があったとしても、負圧の確保が必要
な場合には、必ずブレーキブースタの作動に必要な負圧
を確保することができる。
【００７５】（ハ）また、本実施の形態では、ブレーキ
ブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、基準値（成層ブレーキ制
御開始負圧量ｔＫＰＢＫＬ又は均質ブレーキ制御開始負
圧量ｔＫＰＢＫＬＳ）よりも小さい場合に、スロットル
弁２３の閉じ込み制御を実行するようにするとともに、
ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫが、それよりも大き
な基準値（成層ブレーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＯ又
は均質ブレーキ制御終了負圧量ｔＫＰＢＫＳＯ）よりも
大きくなった場合に、閉じ込み制御を終了させるように
した。つまり、基準値に、ヒステリシスをもたせるよう
にした。従って、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢＫ
が、基準値よりも小さくなったり基準値以上となったり
することを繰り返すことにより、閉じ込み制御が実行さ
れたりされなかったりするのを繰り返す、いわゆるハン
チングを抑制することが可能となる。その結果、運転状
態が不安定となってしまうのを防止することができる。
【００７６】（ニ）さらに、本実施の形態では、負圧を
確保するための手段として、吸気通路の開口面積を絞り
込むことにより負圧を発生させるもの、特に、スロット
ル弁２３及びステップモータ２２よりなる電子制御式ス
ロットル機構を採用することとした。このため、既存の
装置を用いて負圧を発生させることが可能となり、ひい
ては、コストの増大を抑制することが可能となる。
【００７７】（ホ）併せて、本実施の形態では、スロッ
トル閉じ量ＴＲＴＣＢＫを増大させる際に、前回のスロ
ットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫに対し、今回設定されている
閉じ込み補正項ａを加算した値を、新たなスロットル閉
じ量ＴＲＴＣＢＫとして設定するようにした。ここで、
閉じ込み補正項ａの算出に際しては、成層ブレーキ制御
終了負圧量ｔＫＰＢＫＯに対し、ブレーキブースタ内相
対圧ＤＰＢＫが小さい場合（減算した値が大きい場合）
には、閉じ込み補正項ａを大きい値に設定することとし
た。このため、図１３に示すように、かかる場合（閉じ
込み制御を開始した直後）には、閉じ込み速度が大きく
なり、速やかに負圧を確保することが可能となる。
【００７８】また、逆に、成層ブレーキ制御終了負圧量
ｔＫＰＢＫＯに対し、ブレーキブースタ内相対圧ＤＰＢ
Ｋが近づいた場合（減算した値が小さい場合）には、閉
じ込み補正項ａを小さい値に設定するようにした。この
ため、かかる場合（閉じ込み制御を行ってから一定の時
間が経過した後）には、閉じ込み速度が小さくなり、閉
じ込み、ひいては負圧発生のオーバーシュートを抑制す
ることができる。その結果、負圧が既に確保されている
にもかかわらず、オーバーシュートにより閉じ込み制御
が継続されることによる吸入空気量の少ない状態が継続
してしまうのを回避することができ、もって、燃焼状態
の悪化を防止することができる。
【００７９】（ヘ）そして、本実施の形態では、「メイ
ンルーチン」において、成層ブレーキ制御が実行された
場合には、成層燃焼が行われたままスロットル弁２３の
閉じ込み制御が行われるのであるが、この場合に、成層
燃焼が行われたままスロットル弁２３を閉じ込むと、図
１４に破線で示すように、吸入空気量が少なくなる分、
空燃比がリッチになりがちである。この状態で、通常時
の場合と同様の燃料噴射及び点火を行うと、空燃比がリ
ッチの状態で点火が行われることとなり、燃焼状態が悪
化するおそれがある。これに対し、本実施の形態では、
同図２点鎖線で示すように、目標噴射時期ＡＩＮＪＥ
を、基本噴射時期ＡＩＮＪよりも、噴射時期補正項ＫＡ
ＩＮＪの分だけさらに進角側にずらして設定するように
した。
【００８０】このため、点火時においては、通常時の場
合と同等の空燃比を確保することができる。その結果、
空燃比がリッチになってしまうのを抑制することがで
き、ひいては燃焼状態の悪化を防止することができる。
【００８１】また、特に、本実施の形態では、点火時期
をずらすわけではないので、点火時期の変更に伴い、出
力トルクが変動してしまうのを抑制することができる。 （第２の実施の形態）次に、本発明を具体化した第２の
実施の形態について説明する。但し、本実施の形態の構
成等においては上述した第１の実施の形態と同等である
ため、同一の部材等については同一の符号を付してその
説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態
との相違点を中心として説明することとする。
【００８２】上記第１の実施の形態では、成層燃焼が行
われたままスロットル弁２３の閉じ込み制御が行われた
場合には、目標噴射時期ＡＩＮＪＥを、基本噴射時期Ａ
ＩＮＪよりも、噴射時期補正項ＫＡＩＮＪの分だけさら
に進角側にずらして設定するようにした。これに対し、
本実施の形態では、点火時期を遅角側にずらして設定す
る点において、第１の実施の形態とは異なっている。す
なわち、本実施の形態では、ＥＣＵ３０により、負圧量
把握手段、負圧確保制御手段、噴射時期算出手段、噴射
時期制御手段、点火時期算出手段、点火時期制御手段及
び点火時期補正制御手段が構成されている。
【００８３】さて、図１５は、ＥＣＵ３０により実行さ
れる主として点火時期の制御について説明するための
「メインルーチン」を示すフローチャートである。処理
がこのルーチンに移行するとＥＣＵ３０は、上記第１の
実施の形態と同様ステップ２０１〜２０７の処理を行
う。さらに、ステップ３０１において、ＥＣＵ３０は、
成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫＩＤＬが「１」であ
るか否かを判断する。
【００８４】そして、成層ブレーキ制御実行フラグＸＢ
ＫＩＤＬが「１」の場合には、ステップ３０２におい
て、現在算出されているスロットル閉じ量ＴＲＴＣＢＫ
に基づいて点火時期補正項ＫＳＡを算出する。この点火
時期補正項ＫＳＡの算出に際しては、図１６に示すよう
なマップが参酌される。すなわち、スロットル閉じ量Ｔ
ＲＴＣＢＫが「０」の場合には、点火時期補正項ＫＳＡ
は「０」に設定される。また、スロットル閉じ量ＴＲＴ
ＣＢＫが大きくなるにつれ、点火時期補正項ＫＳＡＫＡ
ＩＮＪは、大きい値に（遅角側に大きく）設定される。
【００８５】一方、成層ブレーキ制御実行フラグＸＢＫ
ＩＤＬが「１」でない、すなわち「０」の場合には、噴
射時期を補正する必要がないものとしてステップ３０３
へ移行する。そして、ステップ３０３では、点火時期補
正項ＫＳＡを「０」に設定する。
【００８６】ステップ３０２、ステップ３０３から移行
して、ステップ３０４においては、基本点火時期ＳＡよ
りも、点火時期補正項ＫＳＡの分だけさらに遅角側にず
らした時期を最終的な目標点火時期ＳＡＥとして設定す
る。さらに、次なるステップ３０５においては、実際に
成層燃焼を行うべく、これまで算出された各種成層燃焼
用のパラメータを反映させる。そして、その後の処理を
一旦終了する。
【００８７】このように、成層ブレーキ制御が実行され
た場合には、成層燃焼が行われたままスロットル弁２３
の閉じ込み制御が行われるのであるが、上記「メインル
ーチン」においては、かかる場合に、目標点火時期ＳＡ
Ｅが、基本点火時期ＳＡよりも、点火時期補正項ＫＳＡ
の分だけさらに遅角側にずらされて設定される。
【００８８】従って、本実施の形態では、「メインルー
チン」において、成層ブレーキ制御が実行された場合に
は、上記同様成層燃焼が行われたままスロットル弁２３
の閉じ込み制御が行われるのであるが、この場合に、成
層燃焼が行われたままスロットル弁２３を閉じ込むと、
図１７に破線で示すように、吸入空気量が少なくなる
分、空燃比がリッチになりがちである。この状態で、通
常時の場合と同様の燃料噴射及び点火を行うと、空燃比
がリッチの状態で点火が行われることとなり、燃焼状態
が悪化するおそれがある。これに対し、本実施の形態で
は、同図に示すように、目標点火時期ＳＡＥを、基本点
火時期ＳＡよりも、点火時期補正項ＫＳＡの分だけさら
に遅角側にずらして設定するようにした。
【００８９】このため、上記遅らされた点火時において
は、点火プラグ１０近傍の空燃比は、通常時の場合とほ
ぼ同等の値を確保することができる。その結果、空燃比
がリッチになってしまうのを抑制することができ、ひい
ては燃焼状態の悪化を防止することができる。
【００９０】尚、本発明は上記各実施の形態に限定され
るものではなく、例えば次の如く構成してもよい。 （１）上記実施の形態では、負圧作用手段として、吸気
ダクト２０に設けられたスロットル弁２３及び該スロッ
トル弁２３を開閉するためのアクチュエータとしてのス
テップモータ２２よりなる電子制御式スロットル機構に
より構成したが、その他にも、スロットル弁２３をバイ
パスするバイパス吸気通路に設けられたアイドルスピー
ドコントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのア
クチュエータよりなるＩＳＣ機構により構成してもよ
い。
【００９１】また、上記ＥＧＲバルブ５３等を備えたＥ
ＧＲ機構５１により構成してもよい。さらにまた、これ
らを適宜に組み合わせることにより負圧作用手段を構成
するようにしてもよい。
【００９２】（２）上記各実施の形態では、筒内噴射式
のエンジン１に本発明を具体化するようにしたが、成層
燃焼を行いうるものであれば、その他のいわゆる成層燃
焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であってもよ
い。例えば吸気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの
傘部の裏側に向かって噴射するタイプのものも含まれ
る。また、吸気弁６ａ，６ｂ側に燃料噴射弁が設けられ
てはいるが、直接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射す
るタイプのものも含まれる。
【００９３】（３）また、上記各実施の形態では、ヘリ
カル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生さ
せることが可能な構成としたが、かならずしもスワール
を発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態
におけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモ
ータ１９等を省略することもできる。
【００９４】（４）さらに、上記各実施の形態では、内
燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体
化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等に
も具体化できる。
【００９５】（５）上記各実施の形態では、吸気圧セン
サ６１により大気圧ＰＡを検出するようにしたが、別途
大気圧センサを設け、これにより大気圧を検出するよう
にしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
負圧に基づいて制動力を確保するブレーキブースタを備
えるとともに、成層燃焼を行いうる内燃機関の負圧制御
装置において、成層燃焼を行いつつ、ブレーキブースタ
用の負圧を確保する場合のリッチ失火等の不具合を防止
することができ、燃焼状態の安定化を図ることができる
という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明の基本的な概念構成図で
ある。
【図２】請求項２に記載の発明の基本的な概念構成図で
ある。
【図３】第１の実施の形態におけるエンジンの負圧制御
装置を示す概略構成図である。
【図４】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図であ
る。
【図５】ブレーキブースタ等を示す構成図である。
【図６】ＥＣＵにより実行される「負圧制御ルーチン」
を示すフローチャートである。
【図７】ＥＣＵにより実行される「負圧制御ルーチン」
を示すフローチャートであって図６の続きを示す図であ
る。
【図８】ＥＣＵにより実行される「負圧制御ルーチン」
を示すフローチャートであって図６，７の続きを示す図
である。
【図９】成層ブレーキ制御終了負圧量からブレーキブー
スタ内相対圧を減算した値に対する、閉じ込み補正項の
関係を示すマップ（図表）である。
【図１０】ＥＣＵにより実行される「メインルーチン」
を示すフローチャートである。
【図１１】スロットル閉じ量に対する噴射時期補正項の
関係を示すマップ（図表）である。
【図１２】低地及び高地でのブレーキブースタ内相対圧
等の関係を説明するためのグラフである。
【図１３】時間の経過とスロットル閉じ量との関係を示
すグラフである。
【図１４】時間の経過に対する空燃比及び燃料噴射信号
の関係を示すタイミングチャートである。
【図１５】第２の実施の形態において、ＥＣＵにより実
行される「メインルーチン」の一部を示すフローチャー
トである。
【図１６】スロットル閉じ量に対する点火時期補正項の
関係を示すマップ（図表）である。
【図１７】第２の実施の形態における時間の経過に対す
る空燃比、燃料噴射信号、点火時期の関係を示すタイミ
ングチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴射弁、２
０…吸気ダクト、２２…負圧作用手段（負圧発生手段）
を構成するステップモータ、２３…負圧作用手段（負圧
発生手段）を構成するスロットル弁、２５…運転状態検
出手段を構成するスロットルセンサ、２６Ａ…運転状態
検出手段を構成するアクセルセンサ、２６Ｂ…運転状態
検出手段を構成する全閉スイッチ、２７…運転状態検出
手段を構成する上死点センサ、２８…運転状態検出手段
を構成するクランク角センサ、２９…運転状態検出手段
を構成するスワールコントロールバルブセンサ、３０…
負圧量把握手段、負圧確保制御手段、噴射時期算出手
段、噴射時期制御手段、点火時期算出手段、点火時期制
御手段及び点火時期補正制御手段を構成するＥＣＵ、６
１…運転状態検出手段及び負圧量把握手段の一部を担う
吸気圧センサ、６２…運転状態検出手段を構成する水温
センサ、６３…運転状態検出手段及び負圧量把握手段の
一部を担う圧力センサ、６４…運転状態検出手段を構成
する車速センサ、７１…ブレーキブースタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５Ｚ ３３５ 41/12 ３１０ 41/12 ３１０ 43/00 ３０１Ｂ 43/00 ３０１ ３０１Ｊ ３０１Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５７０Ａ ５７０ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ａ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ６０Ｔ 13/52 Ｚ (56)参考文献 特開 平10−73039（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−132841（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−103439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223355（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99017（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−318764（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−88705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 41/20 F02D 9/02 F02D 41/04 335 F02P 5/15

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自身に作用する負圧に基づいて、内燃機
    関の回転に基づき走行しうる車両の制動力を確保するた
    めのブレーキブースタと、 前記内燃機関に導入される吸入空気の量を絞ることによ
    り、前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧作用
    手段と、 前記ブレーキブースタに作用する負圧の量を把握するた
    めの負圧量把握手段と、 前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
    りも小さい場合に、前記負圧作用手段を制御して前記ブ
    レーキブースタに負圧を作用させる負圧確保制御手段
    と、 前記内燃機関の気筒内に燃料を直接的に噴射することに
    より成層燃焼を行いうる燃料噴射手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
    と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、燃料の基本
    的な噴射時期を算出する噴射時期算出手段と、 前記噴射時期算出手段の算出結果に基づき、前記燃料噴
    射手段からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手
    段とを備えた内燃機関の負圧制御装置において、 成層燃焼が行われている状態で、かつ、前記負圧確保制
    御手段によって前記ブレーキブースタに負圧が作用して
    いる状態においては、前記噴射時期算出手段の算出結果
    よりも早い時期において前記燃料噴射手段からの燃料噴
    射を開始する噴射時期補正制御手段を設けたことを特徴
    とする内燃機関の負圧制御装置。
  2. 【請求項２】 前記噴射時期補正制御手段により噴射時
    期が早められる程度は、前記負圧作用手段による吸入空
    気量の絞り量に応じて決定されることを特徴とする請求
    項１に記載の内燃機関の負圧制御装置。
  3. 【請求項３】 自身に作用する負圧に基づいて、内燃機
    関の回転に基づき走行しうる車両の制動力を確保するた
    めのブレーキブースタと、 前記内燃機関に導入される吸入空気の量を絞ることによ
    り、前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧作用
    手段と、 前記ブレーキブースタに作用する負圧の量を把握するた
    めの負圧量把握手段と、 前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
    りも小さい場合に、前記負圧作用手段を制御して前記ブ
    レーキブースタに負圧を作用させる負圧確保制御手段
    と、 前記内燃機関の気筒内に燃料を直接的に噴射することに
    より成層燃焼を行いうる燃料噴射手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
    と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、燃料の基本
    的な噴射時期を算出する噴射時期算出手段と、 前記噴射時期算出手段の算出結果に基づき、前記燃料噴
    射手段からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手
    段と、 前記内燃機関の気筒内の燃料に点火するための点火手段
    と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、基本的な点
    火時期を算出する点火時期算出手段と、 前記点火時期算出手段の算出結果に基づき、前記点火手
    段による点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え
    た内燃機関の負圧制御装置において、 成層燃焼が行われている状態で、かつ、前記負圧確保制
    御手段によって前記ブレーキブースタに負圧が作用して
    いる状態においては、前記点火時期算出手段の算出結果
    よりも遅い時期において前記点火手段による点火を実行
    する点火時期補正制御手段を設けたことを特徴とする内
    燃機関の負圧制御装置。
  4. 【請求項４】 前記点火時期補正制御手段により点火時
    期が遅らされる程度は、前記負圧作用手段による吸入空
    気量の絞り量に応じて決定されることを特徴とする請求
    項３に記載の内燃機関の負圧制御装置。
  5. 【請求項５】 前記負圧作用手段は、前記吸気通路に設
    けられたスロットル弁及び該スロットル弁を開閉するた
    めのアクチュエータよりなる電子制御式スロットル機
    構、 吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイ
    パス吸気通路に設けられたアイドルスピードコントロー
    ルバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチュエータ
    よりなるＩＳＣ機構、並びに、 前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガ
    ス再循環通路及び当該排気ガス再循環通路を開閉するた
    めのＥＧＲバルブを有し、前記内燃機関から排出される
    排気の一部を当該内燃機関に取り込まれる吸気へ再循環
    させるためのＥＧＲ機構のうち少なくとも１つによって
    構成されていることを特徴とする請求項１から４のいず
    れかに記載の内燃機関の負圧制御装置。
  6. 【請求項６】 前記基準値は、ヒステリシスを有してい
    ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の
    内燃機関の負圧制御装置。
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